石油公司催化裂化催化剂现状与发展趋势

催化裂化催化剂现状及发展趋势中国石油呼和浩特石化分公司PetrochinaHuhhotPetrochemicalCompany

22023/1/3目录一、概述二、FCC催化剂的基础知识三、国内外FCC催化剂的研究进展四、FCC催化剂技术发展趋势32023/1/3一概述流化催化裂化经过近七十年的发展，技术成熟可靠催化裂化能最大量生产高辛烷值汽油组分原料适应性广，从馏分油到重质原料油均可加工转化深度大，轻质油品和液化气收率高装置压力等级低，操作条件相对缓和，投资省液化气中丙烯、丁烯等轻烯烃利用价值高1.1FCC的重要地位催化裂化技术自工业化以来，由于自身优势，一直处于核心炼油技术的地位工艺成熟42023/1/3一概述1.1FCC的重要地位全球FCC加工能力占原油一次加工接近20%，中国40%，美国35%，中国FCC能力超过1.0亿吨，居世界第二，美国约3亿吨2002年，世界渣油催化达到1.48亿吨，占FCC总能力20%我国FCC装置90%掺炼渣油，2003年掺渣高达49.28%，折合成减渣超过35%，达到2815.5吨，大大超过了延迟焦化的处理能力最主要运输燃料生产装置：汽油75%，柴油25%低碳烯烃重要来源：丙烯－中国40%，美国50%，世界30%重油高效转化52023/1/3一概述汽油各调和组分所占比例(%)催化裂化对汽柴油的贡献柴油各调和组分所占比例(%)1.1FCC的重要地位62023/1/3一概述移动床固定床流化床提升管1936194119451956天然活性白土合成硅铝（片/粉/球）合成硅铝（微球）分子筛（微球）1.2FCC工艺的发展从1936年第一套0.1Mt/a的催化裂化工业装置开始运转，反应工艺大体上经历了以下过程：72023/1/31.3国外催化裂化催化剂的发展简史一概述年代催化剂类型开发者1915三氯化铝A.M.MeAfee1928酸处理活性白土E.Hondry1940合成硅铝催化剂Houdry＆SoconyVacuumOilCo.1948微球催化剂的工业生产DavisonChemicalCo.1962沸石裂化催化剂MobilOilCo.1964超稳Y和稀土Y裂化催化剂DavisonChemicalCo.1972原位晶化催化剂Engelhard1986ZSM-5型沸石催化剂MobilOilCo.1990新型渣油FCC催化剂技术AkzoNobel,Davison,Engelhard,etal2000低碳烯烃、降硫和烯烃技术Shell,UOP,CCIC,AkzoNobel,etal82023/1/31.4国内催化裂化催化剂的发展简史一概述年代催化剂类型开发者1950天然白土与合成硅铝探索研究1964硅铝小球裂化催化剂北京石科院与兰州石化公司197313X型沸石催化剂兰州石化公司1975Y型沸石催化剂兰州石化公司1981CRC-1高密度裂化催化剂北京石科院与齐鲁石化公司1983KBZ半合成大密度催化剂长岭炼化公司1987DASY沸石裂化催化剂北京石科院与齐鲁石化公司1989CHZ新型渣油裂化催化剂北京石科院1991ZRP分子筛的引入北京石科院与长岭炼化公司2000降汽油烯烃和多产低碳烯烃国内三大催化剂生产厂92023/1/3重质原料烷烃、异构烃、芳烃柴油裂化气汽油一次反应二次反应二次反应选择性裂化二次反应氢转移异构化芳构化1.5FCC反应过程的主要图示一概述102023/1/3FCC工艺在炼油工艺中占有核心地位；FCC工艺和催化剂技术经过半个多世纪的发展，取得了显著的进步；国内外均非常重视催化剂技术的发展，在发展的里程碑上均作出了重要贡献。一概述小结112022/12/25活性组分提供基本的重重要的裂化反反应性能，目目前主要为各各类改性Y沸石基质组分提供催化剂的的主要的物理理性质及初级级反应。包括括：高岭土、、氧化铝、粘粘结剂、功能能组分等。作作用为稳定结结构、提供热热载体等二FCC催催化剂的基础础知识2.1FCC催化剂的基本本组成122022/12/25二FCC催催化剂的基础础知识2.2催化剂微球颗颗粒的构象132022/12/25二FCC催催化剂的基础础知识2.3Y型分子筛的结结构活性组分是选选择性裂化的的主要组份，，它对催化剂剂的活性，选选择性和产品品性质有重大大影响主要分子子筛结结构142022/12/25二FCC催催化剂的基础础知识2.4ZSM-5分子筛的结构构主要分子子筛结结构特殊孔道结构构，提供择形形裂化性能椭圆形10环直孔道近似圆形10环锯齿形孔道152022/12/25二FCC催催化剂的基础础知识2.5ZSM-5分子筛的择形形裂化性能功能分子子筛特特性多产低碳烯烃烃，提高汽油油辛烷值162022/12/25半合成方法：：先分别制备活活性组分和基基质组分等单单独组分，再再将其混合均均匀，用粘结结剂粘合，经经过喷雾干燥燥成型和后改改性获得微球球催化剂产品品原位晶化方法法先将高岭土预预制成高岭土土微球，经过过热化学处理理和晶化过程程，在高岭土土微球中原位位生长出所需需活性组分，，经过后改性性获得催化剂剂产品二FCC催催化剂的基础础知识2.6FCC催化剂的两种种主要制备方方法172022/12/25二FCC催催化剂的基础础知识两种制备备工艺艺催化剂机械混合形成微球高岭土、分子子筛、粘结剂剂半合成制备工工艺后处理催化剂形成微球原位晶化高岭土原位晶化制备工艺后处理182022/12/25二FCC催催化剂的基础础知识原位晶化过程程示意图192022/12/25二FCC催化剂的的基础知识识2.7两种工艺催催化剂的构构成对比原位晶化催催化剂半半合成催化化剂202022/12/25二FCC催化剂的的基础知识识原位晶化催催化剂的优优点活性组分与与基质之间间以化学键键相互连接接，催化剂剂水热稳定定性和H-转移活性提提高活性组分分分散更好，，更有效地地提高了活活性基质具有合合理的中孔孔和大孔分分布，提高高了重油转转化能力基质具有尖尖晶石结构构，促进了了催化剂对对重金属的的化学吸附附和抗重金金属污染能能力212022/12/25二FCC催化剂的的基础知识识2.8催化剂各组组分的作用用活性组分改改性作用(1)除去杂质离离子，如Na；(2)调变酸性；；(3)提高活性稳稳定性；(4)改善活性组组分的孔分分布基质组分的的作用(1)改善催化剂剂的理化性性能，如强强度；(2)提高催化剂剂裂解重油油分子的能能力；(3)保护活性组组分，如作作为热载体体和抗金属属污染能力力。222022/12/25FCC催化剂的基基本构成包包括活性组组分和基质质组分FCC催化剂有两两种主要制制备方法：：半合成和和原位晶化化催化剂活性性组分承担担的主要是是反应活性性，须与基基质组分产产生协同作作用才能充充分发挥反反应性能小结二FCC催化剂的的基础知识识232022/12/25FCC催化剂的技技术含量高高，研发费费用高，具具有规模化化生产效益益，因此全全球FCC催化剂的研研发生产机机构比较集集中目前主要集集中在Davison、Engelhard、Albemarle、CCIC、中石化和和中石油等等几个主要要公司三国内外外FCC催化剂的研研究进展3.1主要研发机机构242022/12/25三国内外外FCC催化剂的研研究进展3.1Davison公司的渣油油FCC催化剂Davison公司近年来来致力于氧氧化铝溶胶胶催化剂平平台，开发发了一系列列集其所有有渣油催化化剂功能集集于一身的的重油转化化催化裂化化催化剂，，实现了渣渣油催化剂剂性能的突突破，使焦焦炭选择性性更好，同同时对基质质进一步优优化，实现现塔底油最最大裂解。。代表产品：：IMPACT、MIDAS、VANGUARD252022/12/25三国内外外FCC催催化剂的研研究进展3.1Davison公司的多产产丙烯FCC催化剂OlefinsMax采用适宜的的ZSM-5分子筛稳定定化处理技技术，首次次使用高活活性ZSM-5助剂，活性性较高OlefinsUltra的内在活性性非常高，，其独特的的基质结构构不仅保证证了高活性性，还具有有良好的抗抗金属污染染性能基于IMPACT技术平台，，开发了最最大化多产产丙烯(15%-20%)，同时生焦焦率低、抗抗重金属污污染的Apex系列催化剂剂，包括Apex-140、Apex-150、Apex-200系列262022/12/25该公司近年年来FCC催化剂的技技术关键是是催化组合合技术，即即将其多种种ADZ分子筛技术术和选择性性基质材料料与适当的的粘结剂技技术相结合合，以控制制孔径分布布，并使活活性中心均均匀分布，，基质设计计的协同作作用产生了了一个独特特的催化剂剂构架，它它的开放孔孔结构有利利于碳氢化化合物迅速速吸附和脱脱附。Albemarle近年来根据据催化组合合技术和新新开发的催催化剂粘结结剂技术开开发了许多多独特的重重油催化裂裂化催化剂剂。三国内外外FCC催催化剂的研研究进展3.2Albemarle公司的FCC催化剂272022/12/25对于受烧焦能能力限制的渣渣油催化裂化化催化装置，，一般应选择择焦炭选择性性好的渣油裂裂化催化剂，，有Opal、Coral和Centurion催化剂对于需要提高高渣油转化率率的催化裂化化装置，可采采用重油裂化化能力强的高高基质活性催催化剂，有Amer和Ruby催化剂三国内外FCC催化剂剂的研究进展展3.2Albemarle公司的FCC催化剂282022/12/25以石科院为主主的研发机构构，近年来围围绕多产低碳碳烯烃，开发发了具有国际际影响力的FCC工艺技术和配配套的催化剂剂技术，催化化剂技术主要要在国内兰州州石化、齐鲁鲁石化和长岭岭炼化三大FCC催化剂厂家进进行工业化开开发国内三大FCC催化剂厂家各各具有一定的的研发能力，，其中兰州石石化相对最强强其它研发机构构包括中石化化洛阳石化公公司、石油大大学、大连化化物所等，从从事FCC助剂和催化新新材料的开发发三国内外FCC催化剂剂的研究进展展3.3国内FCC催化剂技术292022/12/25三国内外FCC催化剂剂的研究进展展3.3国内FCC催化剂技术重油催化化剂牌号主要特点开发者Orbit系列总液收高，低剂油比，大处理量北京石科院与齐鲁石化公司LB系列抗Ni、V污染，焦炭选择性好兰州石化公司LV-23抗V污染，高液收北京石科院与兰州石化公司MLC系列高轻收，柴油高北京石科院与齐鲁石化公司CC-20D高轻收，柴油高北京石科院与长岭炼化公司LRC-99油浆低，高轻收，柴油高北京石科院与兰州石化公司DVR-1抗Ni污染，焦炭选择性好北京石科院与齐鲁石化公司LVR-60抗V污染，焦炭选择性好北京石科院与兰州石化公司302022/12/25三国内外FCC催化剂剂的研究进展展3.3国内FCC催化剂技术降汽油烯烯烃牌号主要特点开发者GOR系列烯烃降低10，重油转化能力强北京石科院与齐鲁石化公司LGO系列烯烃降低10-15，收率高北京石科院与兰州石化公司LBO系列烯烃降低15，辛烷值高，柴油高兰州石化公司DOCO烯烃降低10，收率高北京石科院与长岭炼化公司CDCM烯烃降低10-15，焦炭选择性好北京石科院与长岭炼化公司LHO-1烯烃降低15，抗Ni、V，油浆低兰州石化公司312022/12/25CRP系列催化剂RAG系列催化剂RMG系列催化剂RFC系列催化剂LCM系列催化剂CEP系列催化剂RGD系列催化剂三国内外FCC催化剂剂的研究进展展3.3国内FCC催化剂技术多产低碳烯烃烃、DCC工艺专用剂常渣多产液化化气、ARGG工艺专用剂减渣多产液化化气、MGG工艺专用剂多产异丁烯、、异戊烯、汽汽油辛烷值高高重油裂解制乙乙烯、DCC工艺专用剂重油裂解制乙乙烯、丙烯、、CPP工艺专用剂多产液化气、、柴油、降烯烯烃、MGD专用剂322022/12/25CHO系列助剂CA系列助剂LDC-971系列助剂LAP系列助剂LGO-A系列助剂LBO-A系列助剂LCC-A系列助剂MS-011降硫助剂增产液化气、、提高辛烷值值增产丙烯、提提高辛烷值掺炼重油、提提高柴油收率率降烯烃、提高高辛烷值降烯烃、重油油裂化强降烯烃、提高高辛烷值、重重油转化强多产丙烯、提提高辛烷值硫含量降低33.4%，不影响产品品收率三国内外FCC催化剂剂的研究进展展3.3国内FCC催化剂技术332022/12/25国内FCC催化剂技术受受到高度重视视，具有良好好的研发基础础，基本跟上上了国际发展展水平。针对对中国原油特特点和市场需需求，开发了了具有中国特特色的重油催催化剂技术和和配套工艺催催化剂技术，，基本满足了了国内市场的的需求三国内外FCC催化剂剂的研究进展展3.3国内FCC催化剂技术342022/12/25日益严格的清清洁燃料生产产重油深加工的的挑战FCC过程多产低碳碳烯烃的挑战战FCC工艺过程清洁洁化的挑战四FCC催催化剂技术发发展趋势4.1FCC催化剂发展面面临的挑战352022/12/25研发焦炭产率率低的高端催催化剂系列产产品发展新型载体体技术，提高高基质活性，，孔道畅通，，利于重油转转化和产物扩扩散，提高抗抗金属污染能能力，Ni+V大于20000ppmFCC过程原位大幅幅度脱硫催化化剂技术，配配合工艺直接接生产高标准准清洁汽油开发各种FCC改进工艺配套套催化剂，真真正做到“量体裁衣，，一厂一剂””四FCC催催化剂技术发发展趋势4.2重油催化剂发发展趋势362022/12/25结束语FCC工艺是炼油工工业的核心技技术，半个多多世纪以来，，FCC催化剂和工艺艺技术有了巨巨大发展，但但是其产品和和工艺日益受受到石油资源源短缺和严格格环保要求的的发展，为适适应可持续发发展的重大战战略实施，对对FCC催化剂技术发发展提出了新新挑战，今后后将朝着重油油深度高效转转化、高标准准清洁燃料生生产、多产低低碳烯烃、FCC工艺过程和催催化剂生产过过程的清洁化化等主要方向向发展，持续续展示FCC工艺和催化剂剂的旺盛生命命力372022/12/25谢谢Thanks9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。15:56:1915:56:1915:5612/25/20223:56:19PM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2215:56:1915:56Dec-2225-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。15:56:1915:56:1915:56Sunday,December25,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2215:56:1915:56:19December25,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。25十十二二月月20223:56:19下下午午15:56:1912月月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月223:56下下午12月-2215:56December25,202216、行动出成果果，工作出财财富。。2022/12/2515:56:1915:56:1925December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。3:56:19下午3:56下下午15:56:1912月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。15:56:1915:56:1915:5612/25/20223:56:19PM11、成功就是是日复一日日那一点点点小小努力力的积累。。。12月-2215:56:1915:56Dec-2225-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。15:56:1915:56:1915:56Sunday,December25,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2215:56:1915:56:19December25,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。25十二月月20223:56:19下午15:56:1912月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。十二月月223:56下下午午12月月-2215:56December25,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马